本文選題：熱水解 + 剩余污泥　； 參考：《北京工業(yè)大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：剩余污泥是一種由生物法污水處理廠產(chǎn)生的降解性較差的有機(jī)固體廢物,其中含有病原菌,寄生蟲以及重金屬離子。并且污水中的氮和絕大部分的磷被富集在剩余污泥中,如果處理不當(dāng),會隨著雨水淋溶作用再次回到水體。由于剩余污泥的絮狀結(jié)構(gòu)和細(xì)胞壁的存在,傳統(tǒng)中溫單相厭氧消化通常難以達(dá)到理想效果。熱水解預(yù)處理技術(shù)通過物理化學(xué)作用,破碎細(xì)胞壁,釋放胞內(nèi)易降解物質(zhì),改善剩余污泥的可生化降解性。對比傳統(tǒng)消化工藝,從工藝效率和經(jīng)濟(jì)性兩個角度研究了熱水解聯(lián)合中溫厭氧消化對剩余污泥的處理能力。熱水解在175℃,0.6~0.8 MPa的條件下進(jìn)行30分鐘,剩余污泥經(jīng)熱水解后,水解率可達(dá)48%,揮發(fā)性脂肪酸(VFAs)濃度提高7-8倍,平均7800mgCOD/L,生化產(chǎn)甲烷潛力(BMP)提高43%左右。小試對比了熱水解聯(lián)合溫度兩相工藝,熱水解聯(lián)合中溫單相工藝和傳統(tǒng)中溫單相工藝,發(fā)現(xiàn)熱水解聯(lián)合溫度兩相工藝效率最高,但熱水解聯(lián)合中溫單相工藝幾乎同樣高效且更工藝更簡單實用。中試反應(yīng)器試驗的有機(jī)容積負(fù)荷率(OLR)為1.74-4.27 gVS·L-1·d-1區(qū)間內(nèi)的5個梯度增加的負(fù)荷,在工作體積190L的完全混合式反應(yīng)器(CSTR)中進(jìn)行。熱水解聯(lián)合中溫單相工藝的容積產(chǎn)甲烷速率為0.445-0.870 LCH4·L-1·d-1,甲烷產(chǎn)率0.255-0.197 LCH4·g-1VSin,傳統(tǒng)工藝分別為0.235-0.337 LCH4·L-1·d-1,0.153-0.110 LCH4·g-1VSin,提高約80%-100%。組合工藝中比甲烷產(chǎn)率0.52LCH4·g-1VS去除,有機(jī)物去除率51.35%-38.18%,在傳統(tǒng)工藝中,比甲烷產(chǎn)率0.37LCH4·g-1VS去除,有機(jī)物去除率41%-29%。甲烷產(chǎn)量的明顯提升歸結(jié)為工藝降解了更多的有機(jī)物,而且這些有機(jī)物與傳統(tǒng)工藝中降解的相比單位有機(jī)物能產(chǎn)出更多的甲烷。但是組合工藝產(chǎn)生的有抑制作用的游離氨(FA)濃度范圍高達(dá)89-382mgN·L-1,顯著高于傳統(tǒng)工藝的37-84 mgN·L-1。游離氨毒性測試顯示,傳統(tǒng)工藝中FA濃度從43升至84 mgN·L-1沒有抑制解乙酸產(chǎn)甲烷途徑,而聯(lián)合工藝中FA升至264 mgN·L-1時表現(xiàn)出抑制作用,盡管厭氧菌對高濃度FA表現(xiàn)更強的馴化趨勢。結(jié)合氮負(fù)荷試驗,FA濃度與基質(zhì)利用能力,解乙酸產(chǎn)甲烷途徑抑制程度和揮發(fā)性有機(jī)酸積累的關(guān)系表明高OLR條件下聯(lián)合工藝效率可通過控制氮負(fù)荷緩解FA抑制,優(yōu)化工藝效率。這與傳統(tǒng)工藝效率下降的機(jī)制不同,傳統(tǒng)工藝的效率仍然主要受OLR的影響。經(jīng)濟(jì)性分析基于BMP試驗以及5個不同OLR下的進(jìn)泥負(fù)荷和甲烷產(chǎn)率,分析了沼氣產(chǎn)能和蒸汽投入并計算了經(jīng)濟(jì)收益。在我國,配合燃煤鍋爐時熱水解聯(lián)合中溫厭氧消化工藝不僅能夠比傳統(tǒng)工藝處理效果好,收益也可至9.7-19.5￥/t,比傳統(tǒng)工藝10.4-11.6￥/t更具有收益潛力。對于水廠中規(guī)模較大的厭氧消化站的啟示是,通過收集社會中產(chǎn)生的廚余等高含碳有機(jī)物來改善投加基質(zhì)的組成,提高基質(zhì)的VS濃度,緩解剩余污泥厭氧消化面臨的游離氨抑制,可以進(jìn)一步降低工藝運行費用,提高產(chǎn)能。
[Abstract]:Excess sludge is a kind of organic solid waste produced by biological wastewater treatment plant, which contains pathogenic bacteria, parasites and heavy metal ions. The nitrogen and phosphorus in the wastewater are enriched in the excess sludge, if not treated properly, it will return to the water again with the leaching of Rain Water. Due to the existence of flocculating structure and cell wall of excess sludge, it is difficult to achieve ideal results in traditional medium temperature single phase anaerobic digestion. The pretreatment technology of hot water hydrolysis can break the cell wall by physical and chemical action, release easily degradable substances in the cell, and improve the biodegradability of the excess sludge. Compared with the traditional digestion process, the treatment capacity of excess sludge was studied from two aspects of process efficiency and economic efficiency, such as hot water hydrolysis combined with medium-temperature anaerobic digestion. After 30 minutes of hot water hydrolysis at 175 鈩，

本文編號：2039466